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第十一单元现代生物科技专题考点38基因工程第一关辨析判别夯基固本1．有关工具酶的判断(1)限制酶只能用于切割目的基因。()(2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。()(3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。()(4)E·coliDNA连接酶

既可连接平末端，又可连接黏性末端。()(5)限制酶也可以识别和切割RNA。()(6)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。()2．有关载体的判断(1)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为标记基因。()(2)每个质粒DNA分子上至

少含一个限制酶识别位点。()(3)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。()(4)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。()(5)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和

终止子之间才能进行复制。()3．有关基因工程原理与操作的判断(1)设计扩增目的基因的引物时不必考虑基因表达载体的序列。()(2)用PCR技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。()(3)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体(细胞)。()(4)抗虫

基因即使成功插入植物细胞染色体上也未必能正常表达。()(5)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。()(6)应用DNA探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达。()4．有关基因工程应用及蛋白质工程

的判断(1)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，可能获得能产生人干扰素的菌株。()(2)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。()(3)由大肠杆菌工

程菌获得人的干扰素后可直接应用。()(4)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。()(5)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，可定向改变分子的结构。()第二关大题精做规范准练题组

一模拟题1．[2023·海南模拟]某大肠杆菌重组质粒的构建过程如图所示，其中BamHⅠ、KpnⅠ、HindⅢ、EcoRⅠ、SacⅠ是5种不同的限制酶，他们识别的序列如下表，Tetr和Kanr分别是四环素抗性基因

和卡那霉素抗性基因。限制酶BamHⅠKpnⅠHindⅢEcoRⅠSacⅠ识别序列5′­GGATCC­3′3′­CCTAGG­5′5′­GGTACC­3′3′­CCATGG­5′5′­AAGCTT­3′3′­TTCGAA­5′5′­GAATTC­3′3′­CTTAAG

­5′5′­GAGCTC­3′3′­CTCGAG­5′(1)为快速获取大量目的基因，通常采用________扩增目的基因，鉴定扩增产物常采用的方法是________。图中对质粒进行酶切所用的两种酶是________

。(2)培养含有目的基因的大肠杆菌，一般在牛肉膏蛋白胨固体培养基上完成，其中主要氮源为________。(3)将构建的重组质粒导入大肠杆菌，并利用含抗生素的培养基进行筛选。成功导入目的基因的大肠杆菌能在含有________的培养基上生长，不能在含有________的培养基上生长，理由是__

_____________________________________________________________________________________________________________

_________________________________。(4)LacZ基因能编码β­半乳糖苷酶的α片段，lac­突变型大肠杆菌(lacZ­菌株)仅能表达该酶的ω片段，载有LacZ基因的质粒进入lacZ

­菌株受体细胞后，在IPTG诱导下能产生有活性的β­半乳糖苷酶(同时含有α片段和ω片段)，该酶分解底物X­gal产生蓝色物质，使其呈蓝色；无LacZ基因的质粒导入lacZ­菌株只能形成白色菌落。假设能将上述质粒中Tetr替换为LacZ基因，且原

有的酶切位点不变，按照上述方法构建重组质粒。那么在同时含有卡那霉素、IPTG和X­gal的选择性培养基上，培养含有重组质粒的LacZ­菌株是菌落呈现________色，判断依据是______________________________

_______________________________________________________________________________________________________

___________。2．[2023·山西忻州模拟]某种细菌在繁殖过程中可分泌一类具有抑菌活性的蛋白质(细菌素)，此类蛋白质可作为良好的食品防腐剂。现有两种较高产细菌素的菌株，菌株甲的产细菌素的潜在能力强于菌株乙的，但菌株甲细胞内的细菌素合成途径中缺少一个重

要的调控基因plnM，而菌株乙细胞内具有这个基因。研究人员利用菌株乙对菌株甲进行改良，获得了更高产细菌素的新型菌株丙，流程如图所示。回答下列问题：(1)该种细菌中与合成和分泌抑菌活性蛋白质(细菌素)有关的细胞结构是________。(2)在进行a过程时需要用到的酶是________

，b过程是________。(3)在进行c过程前，需要对菌株甲进行的处理是________________________________________________________________________。(4)c过程将目的基因导入菌株甲细

胞后，需要先进行d过程，即________，然后再对菌株做进一步的________，才能获得高产菌株丙。(5)抗生素是由微生物产生的具有较强抑菌、杀菌效果的小分子有机物。根据相关信息分析，将细菌素而非抗生素用

作食品防腐剂的优点是___________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________(答出2点)。3．[2023·湖北一模]我国大面积栽培的水稻有粳稻(主要种植在北方)和籼稻(主要种植在南方)，稻米胚乳中直链淀粉含量(AC)是影响稻米品质的重要因素，而直链淀粉含量(AC)与蜡质基因(Wx)的基因型有关。科学研究发现，Wx基因可以编码

淀粉合成酶(GBSSⅠ)催化合成直链淀粉，该基因有Wxa、Wxb、wx多个等位基因的变异类型，其基因结构如图所示。(1)粳稻和籼稻在叶片颜色、分蘖、叶夹角等方面有很大差异，体现了水稻的________多样性，它们是由野生稻在不同的生态环境中经过长期的________形成

的。(2)Wx基因有Wxa、Wxb、wx多个等位基因的变异类型，能够体现基因突变的特点是________，某同学认为通过琼脂糖凝胶电泳可以快速地将Wxa、Wxb基因筛选出来。请对该同学的观点做出评价并说明理由：____________

____________________________________________________________。(3)研究发现，wx基因与Wxa、Wxb基因相比，在e位点插入了23bp碱基对，导致胚乳中直链淀粉含量为0，试分析其可能原因是：____________________

____________________________________________________。(4)PCR－AccⅠ分子标记技术可精确判断Wxa、Wxb两种基因类型。如图为三株不同基因型水稻的电泳结果，已知Wxb基因序列长度为460bp且有一个AccⅠ酶切位点。推断样本3的基因型为_

_______。4．[2023·金太阳大联考]溶菌酶具有强力杀菌作用。人乳汁中溶菌酶的含量比牛、绵羊和山羊乳汁中溶菌酶的含量高出1500～4000倍，破坏和溶解细菌的能力约为牛乳汁中溶菌酶的300倍。我国科学家设想通过构建乳腺特异表达载体等培育出人溶菌酶转基因猪，从而

增强仔猪的免疫力，提高其存活率。回答下列问题：(1)人乳汁中的溶菌酶具有杀菌作用，但其不属于人体的第二道防线，原因是_____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________。(2)乳腺特异表达载体的组成中，位于人溶菌酶基因的首端的是________________________。它能驱动人溶菌酶基因

在猪的乳腺中转录出________。(3)将转入人溶菌酶基因的细胞注入猪________的卵母细胞中，通过一定的方法构建出重组胚胎；利用胚胎分割技术可获得多只转基因猪，这体现了早期胚胎细胞具有________。(4)检测人溶菌酶基因导入

是否成功，可以采用________________技术，若要进行个体生物学水平的鉴定，可以进行抑菌实验检测____________________________________________________

____________________。5．[2023·陕西省联考]超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内重要的抗氧化酶，具有延缓衰老的功效。科研人员采用农杆菌介导转化法将携带SOD基因的Ti质粒导入胡萝卜细胞，成功培育出转SOD基因胡萝卜的新

品种。回答下列问题：(1)Ti质粒作为基因工程中常用的载体，应具备的基本条件有______________________(答出2点即可)。为了促进农杆菌吸收Ti质粒，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为________细胞。(2)为了获得SOD基因，可通过提取分析

超氧化物歧化酶中的________序列，推知SOD基因可能的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接酶，该酶催化形成的化学键是________。(3)将携带SOD基因的Ti质粒的农杆菌导入到胡萝卜的体细胞中，然后利用________________技术获得

胡萝卜的再生植株。若要测定SOD基因最终是否整合到胡萝卜的某一染色体上，可用______________技术，或直接测定该染色体上的DNA序列。(4)将SOD基因与受体植物细胞(包括原生质体受体)遗传物质重新组合，除了转基因技术外，还有细胞融合等方法，这些方法解决了传统育种方法存在的__

______________________的缺陷。(5)在生产蛋白质方面，与基因工程相比，蛋白质工程的优点是________________________________________________

________________________。6．[2023·福建省模拟]乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC合成酶是番茄细胞合成乙烯的关键酶。转化的反义ACC合成酶基因番茄具有耐储存、宜运输的优点。下图为反义ACC合成酶

基因表达载体的结构示意图，请据图回答下列问题：(1)提取ACC合成酶的mRNA时，宜选用成熟番茄的果实组织，原因是________________________。以mRNA为模板合成DNA所需的酶是________，原料是________________________。(2)将图中表

达载体与农杆菌菌液混合后，加入含有________________的培养基中，可筛选出转化了反义ACC合成酶基因的农杆菌。将ACC合成酶基因反向接在35S后构成反义ACC合成酶基因，在检测反义ACC合成酶基因是否整合到番茄植株的染色体DNA

上时，________(填“能”或“不能”)用放射性物质标记的ACC合成酶基因片段做探针进行检测，理由是____________________________________________________________

____________________________________________________________________________________。(3)图中35S为特异启动子，推测35S应在番茄的________(器官)细胞中启动

转录过程。转录启动后，检测发现番茄果实中乙烯含量显著降低，推测反义ACC合成酶基因的作用机理可能是_____________________________________________________________

___________________________________________________________________________________。题组二高考题7．[2022·全国乙卷]新

冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT­PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是________________，再通过PCR技术

扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的______________________来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是________________。(3)某人同

时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明____________________(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明________________________。(4

)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是_________

________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________。8．[2022·湖南卷]

中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题：(1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3

成年植株中黄色叶植株占________。(2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′­GAGAG­3′变为5′­GACAG­3′，导致第________位氨基酸突变为________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理________

________________。(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定

长度的DNA片段)，其结果为图中________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变？________(填“能”或“否”)，用文字说明理

由________________________________________________________________________________________________________________________________

________________。9．[2022·湖南卷]水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是_______________

_，物质b是________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是________________________________________________________________________。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取

目的基因的常用方法有__________________、____________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是_____________________________________________________________________

___。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________(填“种类”或“含量”)有关，导致其

活性不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________

________________。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路______________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________。10．[2022·广东卷]“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废

气(含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业)为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。回答下列问题：(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对________________，利用PCR技术，在优化反

应条件后扩增得到目标酶基因。(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是________________，终止子的作用是___________________

_____________________________________________________。(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是______________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优

化菌株和工艺才能扩大应用规模。(4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了__________________，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于_____________________________________________________________

___________________________________________________________________________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。11

．[2022·山东卷]某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG­P和FLAG­P△。P△是缺

失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。(1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是___________________________

_。为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图

甲所示。其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是______

______________________________________________________________________________________________________________________________________

____。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是______________________________________________________________________________

__________________________________________________________________。(3)融合蛋白表达成功后，将FLAG­P、FLAG­P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后

分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAG­P和FLAG­P△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是____________________；由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是_________

________________________________________________________________________________________________________________________

_______________。(4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是________________________________________________________________________。12．[2022·河北卷]蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。

某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题：(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是________________________________________________________________

________________________________________________________________________________。(2)________是实施基因工程的核心。(3)利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的________上，此方法的不足之处是_

_______________________。(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有________(写出两点即可)。(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的_____

___以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析________(填“NaPI”“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是________。(6)基因突变可产生新的等位

基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生________。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。据此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是________(写出两点即可)。13．[2022·江苏卷

]纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。(1)纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是____

____________________________________________________________________。(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生

了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaCl至2.0mo1/L的目的是________。PCR扩增时，需在________催化下，在引物________端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序

。(3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将X－GFP基因融合片段M导入如图2所示载体质粒Y，构建Y－M重组质粒(在EcoRⅤ位

点插入片段)。请完成下表。分步实验目标简易操作、结果、分析PCR鉴定正向重组质粒Y－M(图2中融合片段M中有白色的箭头，代表方向)①选择图2引物________；②PCR目的产物约为________bp。确保M及连接处序列正确，Y­M的连接处上③质粒测序，图3

中正确的是________(选填游含有HindⅢ＋EcoRⅤ的识别序列，下游含有EcoRⅤ＋BamHⅠ的识别序列序列编号)。检测融合蛋白定位④对照质粒Y­GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y－M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧

光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明________________。(4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经______

__形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的_

_______倍。14．[2021·广东卷]非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如下图)，可直接用淀粉生

产肌醇(重要的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。回答下列问题：(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有_________________________

___________。(答出两种即可)(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有____________________________________。(答出两种即可)(3)研究人员使用大肠杆

菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备______________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，在分子水平上需要采用的方法有_______________________________________________

_________________________。(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是______________________。在分子

水平上，可以通过改变__________________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。